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    科技制作机器人视频(科技制作机器人视频大全)

    发布时间:2023-03-12 06:51:01     稿源: 创意岭    阅读: 105        问大家

    大家好!今天让创意岭的小编来大家介绍下关于科技制作机器人视频的问题,以下是小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。

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    本文目录:

    科技制作机器人视频(科技制作机器人视频大全)

    一、人机交流智能机器人动画或者模拟人制作智能机器人制作

    一、无人飞机

    “别动队”无人机

    纵观无人机发展的历史,可以说现代战争是推动无人机发展的动力。而无人机对现代战争的影响也越来越大。一次和二次世界大战期间,尽管出现并使用了无人机,但由于技术水平低下,无人机并未发挥重大作用。朝鲜战争中美国使用了无人侦察机和攻击机,不过数量有限。在随后的越南战争、中东战争中无人机已成为必不可少的武器系统。而在海湾战争、波黑战争及科索沃战争中无人机更成了主要的侦察机种。

    法国“红隼”无人越南战争期间美国空军损失惨重,被击落飞机2500架,飞行员死亡5000多名,美国国内舆论哗然。为此美国空军较多地使用了无人机。如“水牛猎手”无人机在北越上空执行任务2500多次,超低空拍摄照片,损伤率仅4%。AQM-34Q型147火蜂无人机飞行500多次,进行电子窃听、电台干扰、抛撒金属箔条及为有人飞机开辟通

    在1982年的贝卡谷地之战中,以色列军队通过空中侦察发现。叙利亚在贝卡谷地集中了大量部队。6月9日,以军出动美制E-2C“鹰眼”预警飞机对叙军进行监视,同时每天出动“侦察兵”及“猛犬”等无人机70多架次,对叙军的防空阵地、机场进行反复侦察,并将拍摄的图像传送给预警飞机和地面指挥部。这样,以军准确地查明了叙军雷达的位置,接着发射“狼”式反雷达导弹,摧毁了叙军不少的雷达、导弹及自行高炮,迫使叙军的雷达不敢开机,为以军有人飞机攻击目标创造了条件。

    鬼怪式无人机

    1991年爆发了海湾战争,美军首先面对的一个问题就是要在茫茫的沙海中找到伊拉克隐藏的飞毛腿导弹发射器。如果用有人侦察机,就必须在大漠上空往返飞行,长时间暴露于伊拉克军队的高射火力之下,极其危险。为此,无人机成了美军空中侦察的主力。在整个海湾战争期间,“先锋”无人机是美军使用最多的无人机种,美军在海湾地区共部署了6个先锋无人机连,总共出动了522架次,飞行时间达1640小时。那时,不论白天还是黑夜,每天总有一架先锋无人机在海湾上空飞行。

    为了摧毁伊军在沿海修筑的坚固的防御工事,2月4日密苏里号战舰乘夜驶至近海区,先锋号无人机由它的甲板上起飞,用红外侦察仪拍摄了地面目标的图像并传送给指挥中心。几分钟后,战舰上的406毫米的舰炮开始轰击目标,同时无人机不断地为舰炮进行校射。之后威斯康星号战舰接替了密苏里号,如此连续炮轰了三天,使伊军的炮兵阵地、雷达网、指挥通信枢纽遭到彻底破坏。在海湾战争期间,仅从两艘战列舰上起飞的先锋无人机就有151架次,飞行了530多个小时,完成了目标搜索、战场警戒、海上拦截及海军炮火支援等任务。

    Brevel无人机

    在海湾战争中,先锋无人机成了美国陆军部队的开路先锋。它为陆军第7军进行空中侦察,拍摄了大量的伊军坦克、指挥中心、及导弹发射阵地的图像,并传送给直升机部队,接着美军就出动“阿帕奇”攻击型直升机对目标进行攻击,必要时还可呼唤炮兵部队进行火力支援。先锋机的生存能力很强,在319架次的飞行中,仅有一架被击中,有4~5架由于电磁干扰而失事。

    除美军外,英、法、加拿大也都出动了无人机。如法国的“幼鹿”师装备有一个“马尔特”无人机排。当法军深入伊境内作战时,首先派无人机侦察敌情,根据侦察到的情况,法军躲过了伊军的坦克及炮兵阵地。

    1995年波黑战争中,因部队急需,“捕食者”无人机很快就被运往前线。在北约空袭塞族部队的补给线、弹药库、指挥中心时,“捕食者”发挥了重要的作用。它首先进行侦察,发现目标后引导有人飞机进行攻击,然后再进行战果评估。它还为联合国维和部队提供波黑境内主要公路上军车移动的情况,以判断各方是否遵守了和平协议。美军因而把“捕食者”称作“战场上的低空卫星”。其实卫星只能提供战场上的瞬间图像,而无人机可以在战场上空长时间盘旋逗留,因而能够提供战场的连续实时图像,无人机还比使用卫星便宜得多。

    1999年3月24日,以美国为首的北约打着“维护人权”的幌子对南联盟开始了狂轰滥炸,爆发了震惊世界的“科索沃战争”。在持续78天的轰炸过程中,北约共出动飞机3.2万架次,投入舰艇40多艘,扔下炸弹1.3万吨,造成了二战以来欧洲空前的浩劫。

    南联盟多山、多森林的地形以及多阴雨天的气候条件,大大影响了北约侦察卫星及高空侦察机的侦察效果,塞军的防空火力又很猛,有人侦察机不敢低飞,致使北约空军无法识别及攻击云层下面的目标。为了减少人员的伤亡,北约大量使用了无人机。科索沃战争是世界局部战争中使用无人机数量最多、无人机发挥作用最大的战争。无人机尽管飞得较慢,飞行高度较低,但它体积小,雷达及红外特征较小,隐蔽性好,不易被击中,适于进行中低空侦察,可以看清卫星及有人侦察机看不清的目标。

    在科索沃战争中,美国、德国、法国及英国总共出动了6种不同类型的无人机约200多架,它们有:美国空军的“捕食者”(Predator)、陆军的“猎人”(Hunter)及海军的“先锋”(Pioneer);德国的CL-289;法国的“红隼”(Crecerelles)、 “猎人”,以及英国的“不死鸟”(Phoenix)等无人机。

    无人机在科索沃战争中主要完成了以下一些任务:中低空侦察及战场监视,电子干扰,战果评估,目标定位,气象资料搜集,散发传单以及营救飞行员等。

    科索沃战争不仅大大提高了无人机在战争中的地位,而且引起了各国政府对无人机的重视。美国参议院武装部队委员会要求,10年内军方应准备足够数量的无人系统,使低空攻击机中有三分之一是无人机;15年内,地面战车中应有三分之一是无人系统。这并不是要用无人系统代替飞行员及有人飞机,而是用它们补充有人飞机的能力,以便在高风险的任务中尽量少用飞行员。无人机的发展必将推动现代战争理论和无人战争体系的发展。

    二、特种功能的机器人

    机器警察

    所谓地面军用机器人是指在地面上使用的机器人系统,它们不仅在和平时期可以帮助民警排除炸弹、完成要地保安任务,在战时还可以代替士兵执行扫雷、侦察和攻击等各种任务,今天美、英、德、法、日等国均已研制出多种型号的地面军用机器人。

    英国的“手推车”机器人

    在西方国家中,恐怖活动始终是个令当局头疼的问题。英国由于民族矛盾,饱受爆炸物的威胁,因而早在60年代就研制成功排爆机器人。英国研制的履带式“手推车”及“超级手推车”排爆机器人,已向50多个国家的军警机构售出了800台以上。最近英国又将手推车机器人加以优化,研制出土拨鼠及野牛两种遥控电动排爆机器人,英国皇家工程兵在波黑及科索沃都用它们探测及处理爆炸物。土拨鼠重35公斤,在桅杆上装有两台摄像机。野牛重210公斤,可携带100公斤负载。两者均采用无线电控制系统,遥控距离约1公里。

    “土拨鼠”和“野牛”排爆机器人

    除了恐怖分子安放的炸弹外,在世界上许多战乱国家中,到处都散布着未爆炸的各种弹药。例如,海湾战争后的科威特,就像一座随时可能爆炸的弹药库。在伊科边境一万多平方公里的地区内,有16个国家制造的25万颗地雷,85万发炮弹,以及多国部队投下的布雷弹及子母弹的2500万颗子弹,其中至少有20%没有爆炸。而且直到现在,在许多国家中甚至还残留有一次大战和二次大战中未爆炸的炸弹和地雷。因此,爆炸物处理机器人的需求量是很大的。

    排除爆炸物机器人有轮式的及履带式的,它们一般体积不大,转向灵活,便于在狭窄的地方工作,操作人员可以在几百米到几公里以外通过无线电或光缆控制其活动。机器人车上一般装有多台彩色CCD摄像机用来对爆炸物进行观察;一个多自由度机械手,用它的手爪或夹钳可将爆炸物的引信或雷管拧下来,并把爆炸物运走;车上还装有猎枪,利用激光指示器瞄准后,它可把爆炸物的定时装置及引爆装置击毁;有的机器人还装有高压水枪,可以切割爆炸物。

    德国的排爆机器人

    在法国,空军、陆军和警察署都购买了Cybernetics公司研制的TRS200中型排爆机器人。DM公司研制的RM35机器人也被巴黎机场管理局选中。德国驻波黑的维和部队则装备了Telerob公司的MV4系列机器人。我国沈阳自动化所研制的PXJ-2机器人也加入了公安部队的行列。

    美国Remotec公司的Andros系列机器人受到各国军警部门的欢迎,白宫及国会大厦的警察局都购买了这种机器人。在南非总统选举之前,警方购买了四台AndrosVIA型机器人,它们在选举过程中总共执行了100多次任务。 Andros机器人可用于小型随机爆炸物的处理,它是美国空军客机及客车上使用的唯一的机器人。海湾战争后,美国海军也曾用这种机器人在沙特阿拉伯和科威特的空军基地清理地雷及未爆炸的弹药。美国空军还派出5台Andros机器人前往科索沃,用于爆炸物及子炮弹的清理。空军每个现役排爆小队及航空救援中心都装备有一台Andros VI。

    我国研制的排爆机器人

    排爆机器人不仅可以排除炸弹,利用它的侦察传感器还可监视犯罪分子的活动。监视人员可以在远处对犯罪分子昼夜进行观察,监听他们的谈话,不必暴露自己就可对情况了如指掌。

    1993年初,在美国发生了韦科庄园教案,为了弄清教徒们的活动,联邦调查局使用了两种机器人。一种是Remotec公司的AndrosVA型和Andros MarkVIA型机器人,另一种是RST公司研制的STV机器人。STV是一辆6轮遥控车,采用无线电及光缆通信。车上有一个可升高到4.5米的支架 ,上面装有彩色立体摄像机、昼用瞄准具、微光夜视瞄具、双耳音频探测器、化学探测器、卫星定位系统、目标跟踪用的前视红外传感器等。该车仅需一名操作人员,遥控距离达10公里。在这次行动中共出动了3台STV,操作人员遥控机器人行驶到距庄园548米的地方停下来,升起车上的支架,利用摄像机和红外探测器向窗内窥探,联邦调查局的官员们围着荧光屏观察传感器发回的图像,可以把屋里的活动看得一清二楚。

    三、民用机器人

    机器人指挥

    其实并不是人们不想给机器人一个完整的定义,自机器人诞生之日起人们就不断地尝试着说明到底什么是机器人。但随着机器人技术的飞速发展和信息时代的到来,机器人所涵盖的内容越来越丰富,机器人的定义也不断充实和创新。

    1886年法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》中将外表像人的机器起名为“安德罗丁”(android),它由4部分组成:

    1,生命系统(平衡、步行、发声、身体摆动、感觉、表情、调节运动等);

    2,造型解质(关节能自由运动的金属覆盖体,一种盔甲);

    3,人造肌肉(在上述盔甲上有肉体、静脉、性别等身体的各种形态);

    4,人造皮肤(含有肤色、机理、轮廓、头发、视觉、牙齿、手爪等)。

    1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。在剧本中,卡佩克把捷克语“Robota”写成了“Robot”,“Robota”是奴隶的意思。该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响,引起了大家的广泛关注,被当成了机器人一词的起源。在该剧中,机器人按照其主人的命令默默地工作,没有感觉和感情,以呆板的方式从事繁重的劳动。后来,罗萨姆公司取得了成功,使机器人具有了感情,导致机器人的应用部门迅速增加。在工厂和家务劳动中,机器人成了必不可少的成员。机器人发觉人类十分自私和不公正,终于造反了,机器人的体能和智能都非常优异,因此消灭了人类。

    但是机器人不知道如何制造它们自己,认为它们自己很快就会灭绝,所以它们开始寻找人类的幸存者,但没有结果。最后,一对感知能力优于其它机器人的男女机器人相爱了。这时机器人进化为人类,世界又起死回生了。

    卡佩克提出的是机器人的安全、感知和自我繁殖问题。科学技术的进步很可能引发人类不希望出现的问题。虽然科幻世界只是一种想象,但人类社会将可能面临这种现实。

    为了防止机器人伤害人类,科幻作家阿西莫夫(Isaac.Asimov)于1940年提出了“机器人三原则”:

    1,机器人不应伤害人类;

    2,机器人应遵守人类的命令,与第一条违背的命令除外;

    3,机器人应能保护自己,与第一条相抵触者除外。

    这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则。

    在1967年日本召开的第一届机器人学术会议上,就提出了两个有代表性的定义。一是森政弘与合田周平提出的:“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器”。从这一定义出发,森政弘又提出了用自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象。另一个是加藤一郎提出的具有如下3个条件的机器称为机器人:

    1,具有脑、手、脚等三要素的个体;

    2,具有非接触传感器(用眼、耳接受远方信息)和接触传感器;

    3,具有平衡觉和固有觉的传感器。

    礼仪机器人

    该定义强调了机器人应当仿人的含义,即它靠手进行作业,靠脚实现移动,由脑来完成统一指挥的作用。非接触传感器和接触传感器相当于人的五官,使机器人能够识别外界环境,而平衡觉和固有觉则是机器人感知本身状态所不可缺少的传感器。这里描述的不是工业机器人而是自主机器人。

    机器人的定义是多种多样的,其原因是它具有一定的模糊性。动物一般具有上述这些要素,所以在把机器人理解为仿人机器的同时,也可以广义地把机器人理解为仿动物的机器。

    1988年法国的埃斯皮奥将机器人定义为:“机器人学是指设计能根据传感器信息实现预先规划好的作业系统,并以此系统的使用方法作为研究对象”。

    1987年国际标准化组织对工业机器人进行了定义:“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能,能完成各种作业的可编程操作机。”

    我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器”。在研究和开发未知及不确定环境下作业的机器人的过程中,人们逐步认识到机器人技术的本质是感知、决策、行动和交互技术的结合。随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深,机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点,人们发展了各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和各种智能机器,如移动机器人、微机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、空中空间机器人、娱乐机器人等。对不同任务和特殊环境的适应性,也是机器人与一般自动化装备的重要区别。这些机器人从外观上已远远脱离了最初仿人型机器人和工业机器人所具有的形状,更加符合各种不同应用领域的特殊要求,其功能和智能程度也大大增强,从而为机器人技术开辟出更加广阔的发展空间。

    中国工程院院长宋健指出:“机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说服力的成就,是当代最高意义上的自动化”。机器人技术综合了多学科的发展成果,代表了高技术的发展前沿,它在人类生活应用领域的不断扩大正引起国际上重新认识机器人技术的作用和影响。

    我国的机器人专家从应用环境出发,将机器人分为两大类,即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人,包括:服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中,有些分支发展很快,有独立成体系的趋势,如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。目前,国际上的机器人学者,从应用环境出发将机器人也分为两类:制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人,这和我国的分类是一致的。

    古代机器人

    机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。然而人们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。人类希望制造一种像人一样的机器,以便代替人类完成各种工作。

    机器马车

    西周时期,我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人,这是我国最早记载的机器人。

    春秋后期,我国著名的木匠鲁班,在机械方面也是一位发明家,据《墨经》记载,他曾制造过一只木鸟,能在空中飞行“三日不下”,体现了我国劳动人民的聪明智慧。

    公元前2世纪,亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人——自动机。它是以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像,它可以自己开门,还可以借助蒸汽唱歌。

    1800年前的汉代,大科学家张衡不仅发明了地动仪,而且发明了计里鼓车。计里鼓车每行一里,车上木人击鼓一下,每行十里击钟一下。

    后汉三国时期,蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流马”,并用其运送军粮,支援前方战争。

    1662年,日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶,并在大阪的道顿堀演出。

    1738年,法国天才技师杰克·戴·瓦克逊发明了一只机器鸭,它会嘎嘎叫,会游泳和喝水,还会进食和排泄。瓦克逊的本意是想把生物的功能加以机械化而进行医学上的分析。

    写字机器人

    在当时的自动玩偶中,最杰出的要数瑞士的钟表匠杰克·道罗斯和他的儿子利·路易·道罗斯。1773年,他们连续推出了自动书写玩偶、自动演奏玩偶等,他们创造的自动玩偶是利用齿轮和发条原理而制成的。它们有的拿着画笔和颜色绘画,有的拿着鹅毛蘸墨水写字,结构巧妙,服装华丽,在欧洲风靡一时。由于当时技术条件的限制,这些玩偶其实是身高一米的巨型玩具。现在保留下来的最早的机器人是瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶,它制作于二百年前,两只手的十个手指可以按动风琴的琴键而弹奏音乐,现在还定期演奏供参观者欣赏,展示了古代人的智慧。

    19世纪中叶自动玩偶分为2个流派,即科学幻想派和机械制作派,并各自在文学艺术和近代技术中找到了自己的位置。1831年歌德发表了《浮士德》,塑造了人造人“荷蒙克鲁斯”;1870年霍夫曼出版了以自动玩偶为主角的作品《葛蓓莉娅》;1883年科洛迪的《木偶奇遇记》问世;1886年《未来的夏娃》问世。在机械实物制造方面,1893年摩尔制造了“蒸汽人”,“蒸汽人”靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。

    进入20世纪后,机器人的研究与开发得到了更多人的关心与支持,一些适用化的机器人相继问世,1927年美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”,并在纽约举行的世界博览会上展出。它是一个电动机器人,装有无线电发报机,可以回答一些问题,但该机器人不能走动。1959年第一台工业机器人(可编程、圆坐标)在美国诞生,开创了机器人发展的新纪元。

    四、现代机器人

    现代机器人的研究始于20世纪中期,其技术背景是计算机和自动化的发展,以及原子能的开发利用。

    自1946年第一台数字电子计算机问世以来,计算机取得了惊人的进步,向高速度、大容量、低价格的方向发展。

    大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展,其结果之一便是1952年数控机床的诞生。与数控机床相关的控制、机械零件的研究又为机器人的开发奠定了基础。

    另一方面,原子能实验室的恶劣环境要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下,美国原子能委员会的阿尔贡研究所于1947年开发了遥控机械手,1948年又开发了机械式的主从机械手。

    铆接机器人

    1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念,并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节,利用人手对机器人进行动作示教,机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。

    作为机器人产品最早的实用机型(示教再现)是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似,但外形特征迥异,主要由类似人的手和臂组成。

    1965年,MIT的Roborts演示了第一个具有视觉传感器的、能识别与定位简单积木的机器人系统。

    机器狗

    1967年日本成立了人工手研究会(现改名为仿生机构研究会),同年召开了日本首届机器人学术会。

    1970年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议。1970年以后,机器人的研究得到迅速广泛的普及。

    1973年,辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人,它是液压驱动的,能提升的有效负载达45公斤。

    到了1980年,工业机器人才真正在日本普及,故称该年为“机器人元年”。

    随后,工业机器人在日本得到了巨大发展,日本也因此而赢得了“机器人王国的美称”。

    自治潜水器

    随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展,使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高,移动机器人和机器人的视觉和触觉等技术就是典型的代表。由于这些技术的发展,推动了机器人概念的延伸。80年代,将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人,这是一个概括的、含义广泛的概念。这一概念不但指导了机器人技术的研究和应用,而且又赋予了机器人技术向深广发展的巨大空间,水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等各种用途的机器人相继问世,许多梦想成为了现实。将机器人的技术(如传感技术、智能技术、控制技术等)扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器——机器人化机器。当前与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”、“网络机器人”的名称,这也说明了机器人所具有的创新活力。

    [编辑本段]人类与机器人

    二、科技节老师让做一个会动,会发光,会发声的东西,我想做一个机器人,请问需要点什么材料?怎样做?

    额,我觉得这个东西对于小学生来说有些困难吧,涉及到的只是太广了,很多都是大学中的知识,比如机械、电子、计算机、传感器技术等等。

    不过如果只是要做一个很简单的机器人,也不是没有办法,最简单的直流电动机你的会控制,然后就是一些很简单的电路了。机械部分的制作你应该多从平时生活中寻找一些灵感,毕竟你才小学,想要做出很复杂的机械结构是很困难的!

    三、机器人如何组装

    如何制作你自己的独立自组装机器人?本制作项目将对应用于我们的科学研究中的机器人的每一个细节作详细描述,包括 CAD 文件、源代码、组装指导等等。你一般可以轻易找齐所有所需要的材料来重现我们的实验,或者制作出一个有趣的玩具。

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    工具/原料

    • 电池端子:2 个

      滚柱罩:红色的“滚柱罩”可以在混乱的活动中避免闩锁臂飞出。闩锁臂和滚柱罩都是宽松地安装在黄色底座的槽中的。

      电路板:微控制器和简单的电路板;锂离子电池则在电路板下面。

      通讯线圈:通讯线圈在其下面

      接口:在电路板和电磁驱动器与通讯线圈之间的接口

      铜箔:我们用的是背面有粘性的铜箔,用切割机切成标签的形状,将它粘在塑料上。

      线圈和磁铁:置于黄色底座中的电磁线圈,以及插入红色闩锁臂的稀土磁铁

      通讯线圈:下面有通讯线圈,和表面平齐

      闩锁:别的机器人要钩住这个机器人的话,就要靠这个闩锁

      闩锁钩:抓住其他机器人所用的闩锁钩

      底座:激光切割的丙烯酸(亚克力)底座。黄色的部分厚度为 3/16 英寸,用胶水粘在底部的厚 1/16 英寸的透明丙烯酸塑料板上。

    • 组装过程

    • 制作印刷电路板(PCB)

      PCB 是通过Eagle PCB 设计软件进行设计的。Gerber 文件可以直接发送到 PCB 制作服务,制作出电路板来。还附上了面板化的 gerber 文件——这个版本将机器人的 PCB 分成了 16 块面板,让制造的效率更高,成本更低。

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    • 我们将电路设计得简单而灵活,因为我们在开始并计划着试用了各种各样的控制算法、执行机构,以及通讯方式时还没有将机器人的设计方案最终定下来。我们还需要让电路既小又轻。我们在最终设计方案中决定采用体积非常小的表面封装(SMT)元件,并得以把一个微控制器、10 支表示状态的发光二极管、4 个用于驱动执行机构的场效应晶体管,以及编程/电力接头布置在了一块 25 毫米 × 25 毫米的电路板上,上面还配备了供 4 个执行机构和 4 个传感器连接的接触点。我们试着把电路板做得更小,但那样组装起来难度就太大了。我们所采取的简单而灵活的策略得到了很好的效果——我们后来用多余的电路板又进行了其他 3 项于此完全无关的制作项目。

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    • 组装电路。

      线圈与磁体:电磁线圈被压装在黄色底板上切出的一个孔中,而立方形的稀土磁体被压装在红色的闩锁臂中。

      闩锁臂的平衡:闩锁臂的形状让它微妙地平衡在这支点上,因此微弱的电磁力就能够让它开启或闭合。

      通讯线圈

      闩锁臂挂钩:用于抓住其他的机器人。它通常处于“闭锁”位置,从而可以抓住任何碰上它的机器人。在两个机器人相互进行通讯了以后,它可以决定激活电磁铁,将闭锁打开,升起挂钩,放开那个被抓住的机器人。

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    • 机器人带有两个电磁驱动的闩锁。红色的闩锁臂压装有一个 3 毫米的立方体磁铁(NdFeB 类型),而黄色的机器人底座压装有一个圆柱线圈。这些线圈都是根据以下规格自信制备的:700 匝 42 口径的线圈线,长 4 毫米,缠绕在一个直径 2 毫米的轴上。制作出来的线圈外径大约为 4 毫米,内径大约为 2 毫米。我们之所以选择这样的线圈规格是为了能够直接利用机器人的电源来驱动它们,并且产生适当的电量。我们一开始试着在线圈中插入一个磁芯,这样可以让它的功率更大,但是我们找不到一个可以在线圈断电之后失去磁性的磁芯,而且我们也无法翻转线圈的极性(每个执行机构配备 1 个场效应晶体管是无法做到的,得有 4 个才行)。

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    • 通讯

      通讯线圈1:通讯线圈被压装在黄色底座中。其顶端与底座表面齐平。当两个机器人闭锁在一起时,它们的通讯线圈就会正好靠在一起,虽然由于空气曲棍球台面上混乱的环境会让机器人发生剧烈的扭曲,因此实际上这两个线圈可能相距最多有 5 毫米。

      通讯线圈2:在这个标签下面还有另一个通讯线圈

      塑料弯片:在黄色底座上插入一块特殊设计的塑料弯片,让通讯线圈固定在其中。

      机构线圈:驱动闩锁臂的执行机构线圈

      铜片:粘贴式的铜片让电路联通到另一个通讯线圈上

      这些机器人利用电感耦合来进行短距离的无线通讯。每个机器人带有 4 个小(3 毫米 × 2 毫米)线圈,各位于四个面上。它们在安装后与表面齐平,这样一来当两个机器人在一个面上适当组合起来之后,两个线圈之间的间距就总是在几个毫米以内了。我们之前说过要使用的是简单的 8 位微控制器,带有 1K 的 RAM,最大模数采样率为 10 千赫兹,其总时钟频率为 8 兆赫兹。这其中根本就不需要数模转换的电路。因此我怀疑既然线圈的谐振频率高于模数采样率,而且我们无论如何也无法生成正弦波形,那么它可能无法发送或接收 AM 或者 FM 的无线电信号。而且我们也没有足够的计算能力来处理这么庞大的快速傅立叶变换算法(FFT)。因此我们转而意识到所需要发送的数据寥寥无几,所以我们可以让它慢慢传输。我们只是简单地通过开关通讯线圈来发送电磁脉冲信号。每当线圈通电或断电时,它就会生成一道短暂的电磁(EM)脉冲序列,其频率为其固有频率。周围任何线圈都会与它形成磁耦合,并生成相应的脉冲输出。我们只要利用微控制器的模数转换寻找这些脉冲就行了。由于脉冲的频率高于模数采样频率,所以我们不能指望检测到每一道脉冲。因此我们发送大量脉冲,并且进行大量的检测。这个方案很有效。这是有史以来最庞大的 Hack 了!一旦在空气曲棍球台面上有一群这样的机器人到处横冲直撞,整个环境就变得非常混乱了。我们不断地在软件中添加错误检测和修正层,最终让通讯可靠程度上升到了 50 个随机碰撞单元每小时大约只发生 1 次错误。大功告成之后,在两台机器人之间的数据传输率为每 2 秒 2 比特。那可是比特啊,不是千比特。这是在假设没有数据发生冲突或者出现错误的情况下的最大值了。每个线圈既用于发送也用于接收数据,因此有时会发生冲突,这就需要重新发送了。发送数据大约耗时 200 毫秒,在随机状况下,由于冲突而需要重新发送,所以耗时在 2000 毫秒的范围以内。

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    • 微控制编程

      1)列队一群黄色和绿色的机器人将会排列成黄色的一排与绿色的一排。

      2)错误修正结晶:单个的“种子”晶体将会以螺旋形式组成一个完美的黄绿相间的棋盘。

      3)感染和重新编程:机器人们一开始使用结晶算法组合。接着放入一个病毒机器人,它会对其他机器人注入新的程序,并在晶体中传播开来。最后晶体组合会散开,这些机器人单元会使用列队算法排成两排

      4)DNA复制:单独的一串机器人(4 个、5 个等等)被放入一群自由的机器人之中。其 DNA 通过只有本地状态和本地信息传输的错误修正算法以指数增长的速度进行复制——就像真实的 DNA 复制一样。

      每个机器人单元都以含有所有算法的代码进行了程序编制。接着,一个特殊的“编程”机器人单元就可以轻易设定每个机器人单元所激活的算法和所激活的颜色。

    • 1. 制作印刷电路板

      2. 在印刷电路板上布置元件

      3. 对微控制器进行编程

      4. 制作机器人的塑料零件

      5. 组装机器人的塑料零件

      6. 在机器人的架构中组装磁体

      7. 在机器人的架构中组装电子器件

      8. 测试

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    四、简单的科技小制作的教学主要内容有哪些?

    科技小制作可以是一项有趣而具有挑战性的活动,它可以锻炼人们的创意思维及动手能力,而且通常不需要太多的材料和技能。以下是一些可以作为教学主要内容的科技小制作项目:

    1. 气球动力小车:制作一个小车,使用气球作为动力源。当气球被放气时,它会推动小车往前走。这个项目涉及到一些简单的机械原理,同时也可以让学生学习如何设计和制作一个轻量级而高效的小车。

    2. LED 灯闪烁电路:使用一些基本电子元件,如电阻、电容和 LED 灯,制作一个可以使 LED 灯闪烁的电路。这个项目可以让学生学习基本的电子电路知识,例如电路的工作原理和电子元件的功能。

    3. 3D 打印小玩具:利用 3D 打印技术,制作一些小的玩具或者装饰物。这个项目可以让学生学习如何使用 3D 建模软件,并将设计的物体实体化。同时,学生也可以在制作过程中学习一些工程设计原则,例如材料的选择和强度分析等。

    4. 简单机器人:使用废旧电子产品、电机、传感器等材料制作一个简单的机器人。学生可以学习机器人的工作原理、机械设计、电子电路和编程等知识。这个项目可以培养学生的解决问题的能力以及对机器人技术的兴趣。

    总之,科技小制作项目可以激发学生的兴趣并提供实践机会,同时也可以帮助他们学习科学、技术、工程和数学方面的知识,培养创新思维和实践能力。

    以上就是关于科技制作机器人视频相关问题的回答。希望能帮到你,如有更多相关问题,您也可以联系我们的客服进行咨询,客服也会为您讲解更多精彩的知识和内容。


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